устройство для увлажнения воздуха

Формула изобретения

1. Устройство для увлажнения воздуха, содержащее вентилятор со ступицей и лопастями, заключенными в оболочку из микропористого материала, электродвигатель, водоподводящий трубопровод, сообщенный с полостью в ступице вентилятора и посредством радиальных каналов в ее стенках с каналами, образованными в лопастях, отличающееся тем, что радиальные каналы выполнены на всю длину лопастей и сообщены дополнительными поперечными проточками, направленными в сторону нагнетаемого вентилятором воздуха с поверхностью лопастей, при этом в радиальных каналах установлены подпружиненные поршни.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лопатки вентилятора выполнены съемными.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электродвигатель вентилятора снабжен системой регулирования числа оборотов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области создания устройств для увлажнения воздуха в системах вентиляции зданий и сооружений различного назначения.

Эффективность систем кондиционирования определяется рядом регулировочных параметров, в том числе возможностью изменения параметра влажности воздуха. Для целей изоэнтальтийной обработки воздуха применяют устройства водораспыления.

Основной проблемой систем водораспыления является обеспечение регулирования процесса распыления и обеспечение мелкодисперсности капель воды.

Известно устройство - самовсасывающий распылитель [1], - содержащее подвижный диск и неподвижный фланец с образованием полости между ними, в которую при наборе электродвигателем определенного числа оборотов путем самовсасывания подается вода из поддона через трубопровод, а затем распыляется через регулируемые щели.

Устройства этого типа достаточны сложны по исполнению и жестки по требованиям: электродвигатели должны быть высокооборотными, необходима подпитка емкости (поддона) жидкостью (водой).

Система подвода воды в полость и в систему прижатия-отжатия подвижного диска в варианте регулируемого распылителя. Устройство имеет значительные весогабаритные параметры и предназначено для использования в промышленных или лабораторных зданиях.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство (прототип) [2] для увлажнения воздуха, содержащее электродвигатель, вентилятор со ступицей и лопастями и систему подачи воды, в котором задачи распыления решены подачей воды в лопасти вентилятора.

В устройстве ступица вентилятора выполнена с полостью, соединенной посредством радиальных каналов в ее стенках с каналами, образованными в лопастях. При этом лопасти могут быть выполнены из микропористого материала или заключены в оболочку микропористого материала.

По водопроводящему трубопроводу во внутреннее пространство ступицы подается вода, которая под действием центробежных сил при вращении вентилятора поступает в тело лопасти, увлажняет ее микропористую оболочку и испаряется в прогоняемый вентилятором воздух и при этом дополнительно разбивается лопастями и распыляется в окружающее пространство.

Недостатком устройства прототипа является то, что количество распыляемой воды определяется изменением режимов “включения-выключения” вентилятора. Кроме того, также имеются ограничения по использованию устройства. Для помещений различной размерности и заданных для них условий влажности применимо устройство с вполне определенными характеристиками.

Предлагаемое техническое решение устраняет эти недостатки.

Целью изобретения является повышение эффективности влажностной обработки воздуха, расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве радиальные каналы в лопастях выполнены на всю длину лопастей и сообщены с полостью ступицы и каналами в ступице, а с поверхностью лопастей поперечными проточками, направленными в сторону движения нагнетаемого вентилятором воздуха.

В радиальные каналы установлены подпружиненные поршни, перекрывающие или открывающие поперечные проточки в зависимости от изменения числа оборотов электродвигателя.

Радиальные каналы и поперечные проточки могут быть выполнены различного диаметра в зависимости от задач и требований применения. Кроме того, количество поперечных проточек, их шаг также могут варьироваться. Авторами на ряде образцов устройства получена империческая зависимость, связывающая между собой текущее значение G_N, максимальный расход воды G₀ и число оборотов электропривода N

G_N=0,5G₀lnN-0,35.

При увеличении шага и уменьшении диаметра поперечных проточек зависимость G _N(N) может быть различной, в том числе линейной.

С внешней от ступицы стороны лопастей в радиальных каналах установлены упирающиеся в пружины, регулировочные винты. Электродвигатель вентилятора снабжен регулятором числа оборотов, выполненным, например, в виде электронной схемы на силовом тиристоре.

Лопасти вентилятора выполнены в виде лопаток, заключенных в водопоглощающий пористый материал (как вариант с образованием полости между ним и лопатками). С целью обеспечения технологичности изготовления устройства, возможности его использования в нескольких вариантах лопатки выполнены съемными, вворачивающимися или иным способом закрепляемыми в ступице.

Предлагаемое устройство для увлажнения воздуха представлено на фиг. 1.

На фиг. 2 представлен вариант равномерного распределения поперечных проточек и соответствующая империческая зависимость.

Устройство состоит из вентилятора 1, электродвигателя 2 с валом 3 и водоподводящего трубопровода 4. Вентилятор выполнен со ступицей 5, имеющей полость 6, радиальные каналы 7, и закрепленными в ступицу лопатками 8, заключенными во влагопоглощающий пористый материал 9 с образованием полости 10, с радиальными каналами 11, поперечными проточками 12, размещены в радиальных каналах лопастей 8 поршни 13, пружины 14 и регулирующие поджатие пружин регулировочные винты 15.

Устройство работает следующим образом: при подаче через водоподводящий трубопровод 4 вода поступает в полость 6 ступицы 4 вентилятора 1.

При включении электродвигателя 2 при вращении вентилятора, насаженного на вал 3, поршни 13 в радиальных каналах 11 под действием центробежных сил перемещаются к периферии лопаток 8, вода через радиальные каналы 7 полости ступицы, радиальные каналы 11 и проточки 12 лопаток 7 вентилятора 1 поступает в полость 10, образованную пористым материалом 9 и лопатками 8, или непосредственно в пористый материал 9.

На основании показаний датчиков влажности может быть обеспечено необходимое регулирование количества влаги в воздухе. С использованием регулятора электродвигателя при изменении числа оборотов электродвигателя 2 поршни 13 перемещаются к периферии или от периферии лопаток, перекрывая или освобождая поперечные проточки для прохождения через них воды в полость 10 и пористый материал 9 и затем в окружающее пространство, и таким образом осуществляется регулирование процесса увлажнения воздуха.

Реализуемое в предложенном техническом решении исполнение устройства увлажнения воздуха обеспечивает возможность регулирования процесса увлажнения. Возможность смены лопастей (лопаток) вентилятора в большей степени, чем в известных решениях, расширяет диапазон применения устройства (от лабораторных до жилых помещений), а возможность регулирования скорости вращения вентилятора увеличивает ресурс работы электродвигателя за счет снятия пиковых нагрузок, имеющих место при “включении-выключении” при отсутствии регулирования.

Конструкция устройства позволяет, кроме того, использовать электродвигатели меньшей мощности при тех же заданных параметрах влажности воздуха.

Представленный вариант технического исполнения устройства увлажнения воздуха по сравнению с устройствами подобного типа имеет более широкий диапазон применения. Устройство может быть использовано для обеспечения необходимых климатических условий для населения, работ персонала и оборудования в лабораторных и производственных помещениях, для обеспечения условий в различных хранилищах (овощей, фруктов, книг...).

В зависимости от задач и условий применения устройство может быть представлено рядом типоразмеров.

В некоторых случаях обеспечение требуемых условий по влажности может быть обеспечено одним типом устройства: регулированием подачи жидкости через лопасти, либо только изменением числа оборотов электропривода, либо в качестве дополнительных мер заменой лопастей (лопаток) или электропривода.

Авторами рассматривался вариант использования устройства для уменьшения тепловых нагрузок тепловыделяющих объектов, в частности, в качестве дополнительного средства охлаждения двигателей внутреннего сгорания, работающих в жестких температурных условиях: стационарные варианты использования двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в качестве различных приводов, большегрузные автомобили с ДВС, работающие в рудо-, угледобывающих и других карьерах и т.д.

При этом само устройство может располагаться в любой зоне вблизи охлаждаемого объекта, например двигателя, а вместо воды могут использоваться различные теплоносители.

Литература

1. Вентиляция и кондиционирование воздуха в зданиях. “Наука”, 1981, с.14-17.

2. Устройство для увлажнения воздуха. 21.04.71, а.с. 307251, кл. В 05 В 3/10.